高COD和高氨氮餐厨废水处理方法.docx

《高COD和高氨氮餐厨废水处理方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高COD和高氨氮餐厨废水处理方法.docx（6页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、高COD和高氨氮餐厨废水处理方法膜生物反应器是将膜分离技术与传统的活性污泥法组合而成的污水处理新工艺，在污水处理领域发挥着越来越重要的作用。但随着废水排放要求的提高，单一的膜生物反应器很难满足对高氮、高磷废水去除率的要求，所以组合式膜生物反应器的应用越来越普遍，具有较好的发展前景。A/0-MBR工艺是将前置反硝化脱氮工艺与膜分离技术结合的具有高效脱氮除碳功能的组合工艺。一方面，膜生物反应器可截留世代周期较长的硝化细菌，使硝化细菌在反应器中富集，硝化进程较为完全；另一方面，硝化产生的硝态氮可通过前置反硝化转变成氮气，使高氨氮废水中的氨氮得到很好的去除，提高出水的总氮去除率。张爽等应用A/0-MB

2、R工艺处理高浓度氨氮废水时，出水COD、氨氮及TN的平均去除率分别达到96.17%、97.76%、76.29%。餐厨垃圾处理过程产生的废水水质复杂，具有高氨氮、高COI）、高盐分和高SS等特点，处理难度较大，特别是餐厨废水中含有较高浓度的氮素，如不进行深度处置随意排放，可引起水体富营养化。目前，我国很多城市对餐厨垃圾及相关废水的处理处置都制定了严格的法律法规。笔者应用A/0-MBR工艺探索餐厨废水中CoD及高浓度氨氮的去除机制，以满足餐厨废水的接管排放标准，同时也为餐厨废水处理的实际工程应用提供参考。1材料与方法1.1试验装置与工艺流程试验装置位于苏州某餐厨处理公司内，其工艺流程如图1所示。A

3、/0-MBR由不锈钢板制成，总有效容积为20010因脱氮需要，将其分为缺氧池+好氧池+MBR池3个部分。缺氧池与好氧池容积比为1:3oMBR池中放置中国产PVDF帘式中空纤维膜，膜平均孔径0.2mo在进水泵作用下，原水由进水池经过1mm的细格栅提升至缺氧池（图1）。采用搅拌器对缺氧池进行搅拌，好氧池由曝气泵曝气，MBR池内安装穿孔曝气管，采用鼓风机曝气。采用出水泵使MBR池中的混合液经过膜组件，完成膜过滤，由回流泵将MBR池的污泥及硝化液回流至缺氧池进行反硝化。通过继电器控制出水，MBR出水方式为抽8min,停2min。整个试验期间定期排泥，M1SS控制在613g1,通过投加NaHCO3调节P

4、H在6.58.0。试验用水为苏州某餐厨公司餐厨垃圾湿热水解后产生的废水，取自综合池。经过除杂预处理后其水质如表1所示。项目COD/(mg1-1)NH4+-N/(mg1-1)NO3-N/(mg1-1)TN/(mg1-1)pH颜色数值5.01038.010380011004685100617007.788.16黑色由表1可以看出，该废水呈偏碱性，且具有较高的COI）、氨氮及总氮，碳氮比在36。1.3测定项目与方法COD的测定采用重铭酸钾法；氨氮测定采用纳氏试剂光度法；硝态氮测定采用紫外分光光度法；总氮测定采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；M1SS测定采用重量法；D0、温度测定采用MEn1ERTO1

5、EDo便携式溶氧仪。1. 4试验方法为了优化O-MBR工艺对餐厨废水中高COD及高氨氮的去除效果，试验共设计了7个工况，具体的试验方法如表2所示。工况时间/dHRT/dSRdT/回流比/%好氧池D0(mg1-1)缺氧池好氧池总HRT116312152002217362.51012.5302002337572810303002458781.567.5303002579991.24.863030026Io(H200.93.64.53030027121400.62.43303002注：回流比为MBR池回流到缺氧池的回流比。2. 2结果与讨论3. 1O-MBR组合工艺对COD的去除效果在反应器运行的1

6、40d中，对MBR上清液及出水的COD进行连续监测。图2为A/O-MBR工艺对COD的去除效果。反应器进水CoD在5.0X1038.0X103mg/1波动，平均进水COD为6693mg/1o尽管进水COD呈现波动趋势，但出水COD稳定在较低水平。组合工艺出水的平均COD为277mg/1,平均COD去除率达到95.68%oHRT和SRT的调整对COD去除效果影响不大，这表明MBR内较高的污泥浓度增强了反应器抗冲击负荷的能力。XiangZheng等采用A/O-MBR工艺处理染色废水，COD和BoD5去除率分别达到92.4乐98.4%0由图2可知,MBR上清液的COD均值为760mg1,要比出水Co

7、D均值得很多。分析原因可能是餐厨废水含有较多的难降解大分子有机物质，在膜的截留作用下滞留于反应器内，使反应器上清液COD维持在较高水平。由于膜的高效截留，保证了出水水质的稳定。膜的截留作用对COD去除的平均贡献率为7.58%o在反应器运行的第4352天，在进水中投加了较多的甲醇作为碳源，使得这段时间内进水COD比较高（12000mg/1左右），投加碳源的主要目的是增强反硝化效果，消除反应器中积累的硝酸盐。2.2A/0-MBR组合工艺的硝化与反硝化效果2.2.1对NH4+-N的去除效果A/O-MBR对NH4+-N的去除效果如图3所示。由图3可知，A/07IBR在140d的运行中获得了较好的硝化效

8、果。系统进水NH4+-N在8001100mg/1之间波动,系统出水NH4+-N的平均质量浓度为2.16mg/1,平均去除率为99.78%。在HRT不断减小的情况下，对NH4+-N的去除效果未产生影响。可见，膜的高效截留作用使反应器内富集了大量硝化细菌，相对于传统的活性污泥工艺，显著增强了系统的硝化效果。将回流比由200%提高至300%,也未对硝化效果产生明显影响。同时膜的截留作用对NH4+-N的去除作用微乎其微，平均贡献率为0.03%。张爽等运用A/0-MBR处理高浓度氨氮废水，当硝化液回流比为2,碳氮比为6时，对NH4+-N的平均去除率高达97.76%,同时膜截留作用对NH4+-N去除的平均

9、贡献率为0.9%。这与本试验的结果较一致。2.2.2N03N的变化图4为反应器内N03N的变化趋势。由图4可知，MBR上清液及出水的N03N经历了较大变化，反应器出水N03N容易积累。分析原因主要是由于餐厨废水是高氨氮的废水，A/O-MBR硝化作用比较强，会产生大量的N03N,这需要系统具有较强的反硝化作用，及时将产生的N03N转化成N2。但餐厨垃圾湿热水解后产生废水中的COD有相当部分是可生化性比较差的有机物质，这使得反硝化可利用的碳源不足，严重削弱了系统的反硝化效果，导致N03-N积累。时同M在反应的前25d,出水的N03-N不断上升，第25天时出水N03-N高达542mg/1o投加甲醇作

10、为碳源之后，出水的N03N在富碳源情况下被迅速消耗。在第5888天进行了最佳碳源(甲醉)投加量的探索性试验。在投加少量碳源的情况下，可以看到第5873天N03N依然出现缓慢的积累。增加碳源投加量后，出水硝态氮下降。向废水中投加1500mg1甲醇时，反应器中基本没有N03N积累。在反应器运行后期，出水N03-N稳定在20mg/1左右。JinyouShen等运用A/0-MBR工艺处理高浓度硝酸盐(3600mg/1)废水，当控制反应器的PH在7.58.5、碳氮比为156、HRT为30h时,硝酸盐氮去除率为99.9%,并且反应器中无亚硝态氮的积累，这个结果与笔者投加碳源情况下获得的结果较一致。2.2.

11、3对TN的去除效果图5为A/O-MBR工艺对TN的去除效果。由图5可知，进水TN在10271527mg/1之间波动，出水TN则在25576mg/1之间波动，去除率为54.14%97.46%,平均去除率为78.88%,其中膜截留作用对TN去除的平均贡献率为2.47%0潘懿等应用A/0-MBR处理城市污水，MBR段污泥质量浓度为1821g/1、HRT为4.44.8h、回流比为300%时,TN去除率达到761%,这两篇文献报道的去除率与试验得出的TN平均去除率比较接近。由图4和图5分析可知，出水TN的变化趋势与出水NO3N的变化呈现一致性,且出水TN大部分是由N03N的积累引起的，只有少量的有机氮和

12、氨氮。因此提高出水TN去除率的方法是增加系统对NO3-N的去除效果，即增强系统的反硝化效果。2.3最佳碳源投加量的探索一般污水中的BOD5TN35即认为碳源充足，无需外加碳源。在试验的第5888天，将硝化液回流比设置为300%,考察进水投加不同量的甲醇（体积分数99%）作为碳源对系统脱氮效果的影响，投加量分别为500、IOo0、1500、2000mg/1（以甲醇所占的COD计）。图6为不同甲醇投加量下，进、出水TN及N03N的变化趋势。I60014001200I(XX)8006004(X)200q-第T介段投加甲醉-500mg/1第n介段投加甲酹第阶段：第四阶段投加甲鼻：投加甲醇I(XX)mg

13、/1：1500mg12000mg/1III90T-进水TN;T1出水TN一进水NO-N-出水NO,-NI时间/d由图6可知，当进水中的甲醇投加量为500、IOOon1g1t,出水中的N03N依然会累积，出水TN和N03-N呈现上升趋势，出水TN由最初的78mg/1逐步提高到309mg/1,N03N由65mg/1提高到283mg10当甲醇投加量21500mg/1时,出水的TN和N03N逐渐下降,出水TN由309mg/1降至IO1n1g1,N03N由283mg/1降至63mg1o在反应器运行后期，当进水投加甲醇1500mg/1时,出水N03-N很少积累(20mg/1左右)，出水TNTN的平均质量浓度分别为277、2.16、271mg/1,平均去除率分别为9568%、99.78%、79.43%,系统对TN去除效果不理想与反硝化可利用的碳源不足及碳氮比偏低有关。(2)由于反硝化不足造成系统对TN去除效果不理想，在回流比为300%的情况下，向进水投加1500mg/1(以CoD计)以上的甲醇作为碳源，出水的COD、NH4+-NTN平均为275、2.10、71mg1,对应的平均去除率分别达到95.35%99.77%,95.01%o(3)将MBR池的M1SS控制在913g/1时，膜压增长缓慢。